梯形钢屋架专业课程设计

1、word可编辑梯形钢屋架专业课程设计.word可编辑目录一、设计资料2二、屋架尺寸及结构形式与选型2三、 荷载计算3334四、内力计算4五、杆件设计66789六、节点设计1010111213附录：钢屋架施工图.word可编辑梯形钢屋架课程设计计算书一、设计资料：1、 车间柱网布置：长度90m ；柱距6m ；跨度21m2、 屋面坡度：1：103、 屋面材料：预应力大型屋面板4、 荷载1） 静载：;屋面防水层 ；;大型屋面板自重包括灌缝。 2) 活载：；积灰荷载标准值 KN/m2 屋面活荷载标准值：5、 材质 Q345B钢，焊条E50XX系列，手工焊。荷载类型荷载名称荷载标准值KN/m2永久荷载三

2、毡四油上铺绿豆沙防水层水泥砂浆找平层保温层一毡二油隔气层水泥砂浆找平层预应力混凝土屋面板屋架自重可变荷载屋面活荷载标准值积灰荷载雪荷载6、二、 结构形式与选型屋架形式及几何尺寸如下图上弦横向水平支撑一般设置在房屋两端且间距不宜大于60m，根据厂房长度(90m60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道。下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑对应的布置在同一柱间距内，以形成稳定空间体系。下弦纵向水平支撑不进行布置。垂直支撑设置在上、下弦横向支撑的柱间内，在屋架两端及跨中的竖直面内。系杆沿房屋纵向通长设置，以保证屋架的侧向稳定。三、 荷载计算屋面雪荷载与检修荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载

3、标准值进行计算。进行计算。屋架沿水平投影面积分布的自重包括支撑按经验公式计算，跨度单位为米m.屋架沿水平投影面积分布的自重包括支撑按经验公式计算，跨度单位为米m荷载计算表荷载名称标准值KN/m设计值KN/m预应力混凝土大型屋面板自重屋架及支撑自重0.350.2641.350.3564屋面防水层找平层永久荷载总和2.4643.3264屋面活荷载0.70.71.4积灰荷载可变荷载总和设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：1、 全跨永久荷载全跨可变荷载全跨节点永久荷载及可变荷载：F=(+) 6=2、 全跨永久荷载半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F1=6=半跨节点可变荷载：F2=6=3、 全跨屋架包括支撑

4、自重半跨屋面板自重半跨屋面活荷载全跨节点屋架自重：F3=6=半跨节点屋面板自重及活荷载：F4=(+) 6=1、2为使用节点荷载情况，3为施工阶段荷载情况。四、 内力计算屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如下：由图解法或数解法解得F=1的屋架各杆件的内力系数F=1作用于全跨、左半跨和右半跨。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果如下表：屋架构件内力组合表杆件名称内力系数F=1第一种组合F1第二种组合第三种组合计算杆件内力kN全跨1左半跨2右半跨3F11+F22F11+F23F31+F42F31+F43上弦杆AB000000000BC、CDDE、EFFG、GH下弦杆Acceeggh斜腹

5、杆aBBccD27De4eF01FggH47坚杆Aa0Cc07676Ee07676Gg07676五、 杆件设计1上弦杆整个上弦采用等截面，按FG杆件的最大设计内力设计，即N=上弦杆计算长度：在屋架平面内：为节点轴线长度：l0x= l0=在屋架平面外：本屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用，根据支撑布置和内力变化情况，取为支撑点间的距离，即：=3=根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。如右图：腹杆最大内力N=，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm设60，查Q345钢的稳定系数表，可得由双角钢组成的T形和十字形截面均属于b类，那么需

6、要截面积为需要回转半径： 查表选用21006310 a=10mm验算 满足长细比的要求，查表，那么故所选截面适宜。2下弦杆整个下弦采用等截面，按cd杆件的最大设计内力设计，即N=下弦杆计算长度：下弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。所需截面面积：查表选用2 100806，a=10mm 即，且 满足要求。3腹杆 aB杆: 计算长度： 杆件轴力：N= 因为，选21409010 所需面积： 那么 4竖杆竖杆Gg :杆件轴力：N= 计算长度：内力较小 按=150选择 需回转半径：cm =查表选用2 454 a=8mm 即 且，查表得屋架杆件截面选择表杆件名称杆件编号内力KN计算长度cm截面规格截面面积

7、cm回转半径cm长细比容许长细比稳定系数计算应力或N/A N/cm上弦FGGH-2160110142.827.7550.7451下弦eg30010352100806_斜腹Aa19919925650.345aB253253214090101Bc2092 100635-Cc2292 5652.69111cD210066De21006635竖杆Ee25925652.6912eF2 100681Fg25651.722.6913-Gg28925651.722.69111671gH33921006六、节点设计1下弦节点用E50型焊条角焊缝的抗拉和抗压、抗剪强度设计值200MPa。 下弦节点“c设“Bc杆的

8、肢背8mm和肢尖焊缝为肢背：，取140mm。肢尖：，取90mm。 “Cc杆内力很小，杆的肢背6mm和肢尖焊缝为460mm下弦与节点板连接的焊缝长度为46cm，6mm。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差N，受力较大处的肢背出的焊缝应力为:焊缝强度满足要求。焊缝强度满足要求。 2上弦节点“B “Bc杆与节点板的焊缝尺寸同上。NaB=设“aB杆的肢背和肢尖焊缝10mm和6mm，所需焊缝长度为肢背： ,取140mm.肢尖：，取120mm节点板上边缘缩进上弦肢背8mm，按构造要求取节点板用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条焊缝计算，。假定集中荷载P与上弦垂直，上弦肢背槽焊缝内的应力计算如下

9、：等于二分之一节点板厚度，10mm,上弦与节点板焊缝长度为460mm，那么 满足要求。 上弦肢尖角焊缝的切应力为 满足要求。3.脊节点“G设拼接角钢与受压弦杆之间的角焊缝10mm，那么所需焊缝计算长度为一条焊缝拼接角钢长度+弦杆杆端空隙20，拼接角钢长度取400mm。上弦与节点板之间的槽焊缝，假定承受节点荷载，验算如下节点板长度为360mm，节点板的宽度为150mm,上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15计算，(360/2-10-20)150mm，焊缝应力为4.支座节点“A为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板

10、高度相等，厚度12mm。支座底板的计算。支座反力R538228=431016N。设支座地板的平面尺寸采用280400mm，现仅考虑有加劲肋局部的底板承受支座反力，那么承压面积为An=280320=64960mm。验算柱顶混凝土强度：支座板底厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将节点板分为四块，块板为两相邻边自由板，每块板的单位宽度的最大弯矩为 式中，q为底板下的平均应力。a1为两支撑边之间的对角线为系数，由b1/a1查表，b1为两支撑边的相交点到对角线a1 的垂直距离。由相似三角形的关系，得b2，b2/a2 查表得底板厚度，取t20mm加劲肋与节点板的连接焊缝计算。假定加劲肋受力为屋

11、架支座反力的1/4，即431016/4=107754N,那么焊缝内力为V=107754NM=10775455=5826470Nmm设焊缝6mm，焊缝长度5282012496mm，焊缝应力为节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算。设焊缝传递全部支座反力R=431016N，其中每块加劲肋各R/4107754N，节点板传递R/2215508N。节点板与底板的连接焊缝长度228012536mm，所需焊脚尺寸为，故取6mm。每块加劲肋于底板的连接焊缝长度为21102012156mm所需焊缝尺寸为=，故取8mm。其他节点的计算不再一一列出，见施工构造图。参考文献:1 土木工程专业 钢结构课程设计指南 ，周俐俐、姚勇等编著，中国水利水电出版社、知识产权出版社，2006年1月第1版；2 钢结构上册钢结构根底 ，陈绍蕃、顾强主编，中国建筑工业出版社，2007年6月第二版；3 建筑结构荷载标准 GB50009-2001，中国建筑工业出版社，2006年11月第二版；4 钢结构设计标准 GB50017-2003，中国方案出版社，2003。.word可编辑摘要：掌握钢屋架荷载的计算，杆件内力的计算和组合，杆件的计算长度、截面型式、截面选择及构造要求，填板的设置及节点板的厚度，普通钢屋架节点设计的原那么和要